Pectina en Polvo a Partor de Cascara de Maracuya

8/18/2019 Pectina en Polvo a Partor de Cascara de Maracuya

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Escuela Superior Politécnica del LitoralFIMCP

Obtención de pectina en polvo a partir de la cáscara de maracuyá (Passiflora

Edulis)V. Durán, M. Honores, P. Cáceres

Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción

Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL)Campus Gustavo Galindo, Km 30.5 vía Perimetral

Apartado 09-01-5863. [email protected], [email protected], [email protected]

Resumen

La orientación del uso de la pulpa de maracuyá deja como residuos grandes cantidades de cáscara en la industria.

Debido a que el jugo en la fruta representa un 30% - 40%, mientras la cáscara se presenta en 50-60%, y las semillas

10-15% [1]. El uso común de estos residuos es como alimento para ganado o abono orgánico, debido a que poseen

interesantes características nutricionales aprovechables. Estudios realizados en las cáscaras de la maracuyá han

determinado que poseen cantidades considerables de carbohidratos y fibra, y es una buena fuente de proteína, pectina y minerales.

El desecho de cáscara de los cítricos es una fuente rica de pectina, que contiene aproximadamente del 20 al 25% de

la misma en base seca, por lo que esta tesis ha tenido como objetivo el aprovechamiento de los residuos provenientes

de las industrias que procesan maracuyá, mediante lo cual se obtuvo pectina con propiedades tecnológicas similares a

las existentes en el mercado. Se realizó un estudio preliminar de las diferentes variables influyentes en la calidad final

de la pectina, tales como: temperatura y tiempo de hidrólisis, el tipo y concentración de ácido a utilizar. Teniendo en

cuenta el efecto del proceso de secado sobre las características finales de la pectina, se buscó determinar el tipo de

hidrólisis que se combina adecuadamente con un proceso de secado típico de pectina. Posterior a esto se determinaron

las características finales de la pectina obtenida en el laboratorio mediante diferentes análisis, entre los cuales se

realizó la determinación del porcentaje de esterificación, cuyo valor es importante, ya que indica la calidad de pectina.

Palabras Claves: Pectina en polvo, Passiflora edulis, Maracuyá, hidrólisis ácida, grado de esterificación.

Abstract

The Use of passion fruit pulp leaves as large amounts of shell residue in the industry. In this fruit the juice is 30% -

40%, while the shell is presented in 50-60% and 10-15% seeds [1]. The common use of these residues is as livestock

feed or compost, because they have interesting nutritional characteristics usable. Studies in the shells of passion fruit

have determined that significant quantities of carbohydrates and fiber, and is a good source of protein, pectin and

minerals.

Disposal of citrus peel is a rich source of pectin, containing about 20 to 25% of it on a dry basis, so this research

has been aimed at the utilization of waste from processing industries passion fruit , which was obtained by pectin

technological properties similar to those in the market. We performed a preliminary study of the different variables

influencing the final quality of pectin, such as temperature and hydrolysis time, the type and concentration of acid

used. Taking into account the effect of drying on the final characteristics of the pectin, we sought to determine the type

of hydrolysis is suitably combined with a typical drying process of pectin. Subsequent to this is determined the final

characteristics of the pectin obtained in the laboratory using different analysis was performed including determination

of the percentage of esterification, whose value is important because it indicates the quality of pectin.

Keywords : Powdered pectin, Passiflora edulis, passion fruit, acid hydrolysis, percentage of esterification.

1. Generalidades

La pectina posee un amplio espectro de uso, desdela industria farmacéutica hasta la alimentaria. Pero

generalmente la pectina es utilizada en la industriaalimentaria brindando consistencia en ciertosalimentos cuya característica es viscosa [2].

Como se ha mencionado, la mayor parte de lasfrutas contienen pectina, pero no en la cantidadsuficiente para formar un gel, por lo que ciertascantidades de pectina se añaden para mejorar la

calidad de ciertos productos alimenticios, como en lasmermeladas, brindándole la consistencia deseada.La pectina es un éster metilado del ácido

poligalacturónico, y consiste de cadenas de 300 a

mailto:[email protected]














1000 unidades de ácido galacturónico conectadas porenlaces 1α→4 [3].

Estas cadenas de acido galacturónico se suelenencontrar esterificadas, contiendo grandes cantidadesde metil ésteres. El grado de esterificación afecta las

propiedades gelificantes de la pectina, es decir, su

capacidad de producir geles en condiciones normalescon azúcar y ácido [4].Las características finales de la pectina dependen

del vegetal o fruto del que este siendo extraída y lascondiciones de este, como también dependerá de losmétodos utilizados para la extracción ytransformación [5], [6], [7].

Por lo tanto, es de gran importancia determinar lasvariables que se utilizan en el proceso de extracciónde la pectina, siendo la etapa más relevante, lahidrólisis ácida [8]. En esta etapa del proceso lasvariables a manipular son: Tipo de ácido con susrespectivas concentraciones, temperatura y tiempo de

hidrólisis. En este estudio se busco identificar unacombinación de variables y niveles que junto con el

proceso de secado se obtengan pectinas concaracterísticas óptimas.

2. Materiales y Métodos.

2.1. Determinación De Corridas

Experimentales

Dentro los parámetros que varían en la etapa dehidrólisis ácida se encuentran: El tipo de ácido, las

concentraciones del ácido, temperatura en la cual serealizará la hidrólisis y el tiempo que dura esta etapa.

En esta tesis se utilizo ácido clorhídrico, sulfúrico ycítrico debido a que son los que se utilizancomúnmente para estos fines además existe una mayordisponibilidad de los mismos.

Las concentraciones en las que fue utilizado cadaácido inorgánico, sulfúrico y clorhídrico, son 0,5% y1% respectivamente. Mientras que el ácido cítrico seutilizó a tres concentraciones diferentes 1,2 y 3 %.

La temperatura de hidrólisis que se menciona en laliteratura va desde 800 C hasta temperaturas cercanas a1000 C por lo que en la práctica de este experimentose utilizaron temperaturas de 80, 86, 92, y 98 0 centígrados.

Para esta tesis, los diferentes tiempos a los que sesometió la etapa de hidrólisis ácida fueron: 60, 90 y120 minutos respectivamente.

El proceso de secado fue el mismo para cada unode los casos, debido a que estudios previos handeterminado las condiciones adecuadas para este

proceso, por lo cual los parámetros de secado fueronestablecidos tal como se indican en la Tabla:

Tabla 1. Parámetros de secado de la pectina

Temperatura deSecado

60 °C

Tiempo deSecado

60 Minutos

Velocidad deaire de Secado

0,5 m/s

2.2. Pruebas Físicas y Químicas

El polvo obtenido fue sometido a diferentesanálisis [9] para determinar el procedimientoadecuado de hidrólisis ácida, mediante el cual seobtenga una pectina de características iguales osimilares a las existentes en el mercado, para luego sercomparada con la pectina comercial y el proceso

utilizado comúnmente en la industria.

3. Análisis de los resultados

3.1. Influencia de las Variables en los

resultados

La influencia de las variables en el producto sedetermino en base a los resultados del porcentaje deesterificación en la pectina obtenida, debido a que estaes la característica principal en las pectinas, la cualdetermina su calidad.

Se utilizo ANOVA mediante el programaestadístico Statgraphics, para comparar los promediosde los porcentajes de esterificación obtenidos

posterior a la hidrólisis.

Luego de procesar los datos de porcentaje deesterificación obtenidos en las 84 muestras, se obtuvola siguiente tabla ANOVA con un nivel de confianzadel 95%:

Tabla 2. Tabla ANOVA de los porcentajes deesterificación

Suma decuadrados

Gradosde

libertad

Mediacuadrátic

a FValor

pInter-

grupos11670.0 83 140.603 *****

**0.000

0

Intra-grupos

0 168 0

Total 11670.0 251

Mediante los análisis estadísticos realizados seobtuvo como resultado que existe una diferenciasignificativa en las 84 muestras estudiadas.

http://www.monografias.com/trabajos15/cana-azucar/cana-azucar.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/cana-azucar/cana-azucar.shtml




3.2. Caracterización de la pectina

El proceso de hidrólisis acida mediante el cual seobtuvo un mejor grado de esterificación fue en lamuestra 70, la cual fue sometida a un tratamiento conacido cítrico a una concentración del 2% durante 60

minutos a 98°C.Esta muestra fue sometida a análisis físicosquímicos, con el objetivo de caracterizar la pectina ydeterminar su uso apropiado según las propiedades deesta.

Los resultados obtenidos en la pectina de lamuestra 70 se observan en la tabla 13:

TABLA 4. CARACTERISTICAS DE LA PECTINA

4. Conclusiones

En el proceso de obtención de pectina, lasvariables dentro de la hidrólisis ácida: tipo de ácido,concentraciones de ácido, temperatura y tiempo, sonvalores críticos que determinan el grado deesterificación final.

Con un nivel de confianza del 95,0% existe unadiferencia significativa en los porcentajes de grado deesterificación de las 84 muestras obtenidas mediante el

proceso de hidrólisis ácida.La muestra 70 presentó el mayor grado de

esterificación, ésta fue sometida a hidrólisis en presencia de ácido cítrico con una concentración del

2% a 98°C durante 60 minutos, obteniendo 68,18%de grado de esterificación, este valor indica que estamuestra pertenece al grupo de pectinas de altometoxilo con tiempo de gelificación mediano, la cual

puede ser utilizada para la elaboración de mermeladas.Así mismo, esta pectina será capaz de formar geles a

pH entre 1 y 3,5 en un medio con un contenido deazúcar entre el 55 y 85%.

Las temperaturas de hidrólisis mayores a 98 °C ytiempos de hidrólisis mayores a 90 minutos, influyennegativamente en los resultados finales, puesto que la

pectina se desnaturaliza y sus características degelificación, dadas por los valores de grado de

esterificación, disminuyen.

Las temperaturas de hidrólisis mayores a 98 °C ytiempos de hidrólisis mayores a 90 minutos, influyennegativamente en los resultados finales, puesto que la

pectina se desnaturaliza y sus características degelificación, dadas por los valores de grado deesterificación, disminuyen.

Se observó que los porcentajes de grado deesterificación obtenidos mediante el uso de ácidosorgánicos fueron elevados, en comparación a aquellasmuestras en las que se utilizó ácido inorgánico, estedetalle no está concreto en ninguna información

bibliográfica de estudios anteriores referente a estetema, pero se ha notado que es un comportamientorepetitivo en estudios anteriores.

5. Agradecimientos

Agradecemos de manera especial el apoyo recibidodel Dr. Víctor Del Rosario, docente del Instituto deCiencias Químicas de nuestra institución, puesto quefue de gran contribución en el desarrollo del presenteestudio.

7. Referencias

[1] Arauzo, I., Estudio Preliminar Para La

Instalación De Una Planta Productora De Aceite

Gourmet A Partir De Semillas De Maracuyá. Proyecto de Investigación de Ingeniería

Industrial. Universidad de Lima. 2006[2] Hugues, C., Guía De Aditivos, Editorial Acribia.Zaragoza (España), 1994.

[3] Fennema, O., Química de los Alimentos. SegundaEdición. Editorial Acribia, Zaragoza, España.Pág. 141-143.

[4] Coultate, T., Alimentos. Química De Sus

Componentes. Editorial Acribia, S.A. Zaragoza(ESPAÑA).

[5] Rivadeneira, M., “Extracción de pectina líquida

a partir de cáscaras de Maracuyá (Passiflora

edulis) y su aplicación en el desarrollo de un

producto de humedad intermedia”. Tesis,

Facultad de Ingeniería Mecánica y Ciencias de laProducción, Escuela Superior politécnica DelLitoral. Guayaquil (Ecuador) 2009.

[6] Reinoso, B., Ollague, V., “ Extracción y análisis

experimental de la Pectina de las Cáscaras del

Limón, Naranja y Toronja”. Tesis, Facultad deIngeniería Química, Universidad de Guayaquil,Ecuador, 1976.

[7] Loyola, N., Pavez, P., Lillo, S., “ Extraccion De

Pectina A Partir De Manzana (Malus Pumila)”.Facultad De Ciencias Agrarias Y Forestales,Departamento De Ciencias Agrarias. Universidad

Católica Del Maule. Curicó. Chile.2010

Análisis de laPectina Resultado Unidades

Rendimiento 6.86 %

Humedad 4.7 %

Cenizas 1.5 %

Acidez (pH) 3.05 -Grado de

Esterificación 68.18 %cidoGalacturónico 315.245 Mg

Viscosidad 219.7 Cp




[8] Devia, J., “ Proceso para producir pectinas

cítricas”. Proyecto, Universidad Eafit, MedellinColombia. 2003

[9] Belitz, H.D., y Grosch, W. Química De LosAlimentos. Segunda edición. Editorial Acribia,Zaragoza (España).1977

[10] Dias, M., Duran, F., Manual del Ingeniero de Alimentos. Editorial Grupo Latino Ltda. 2006

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